DE3706437C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Rotor für eine supraleitende elektrische Maschine mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.

Bei einem bekannten Rotor dieser Art (EP 00 26 099 B1) sind ausschließlich in radialer Richtung verlaufende Kanäle für das Kühlmittel in Form von Rillen in den Windungsisolatoren vorgesehen. Da das Kühlmittel aufgrund der Zentrifugalkraft in diese radialen Kanäle relativ widerstandslos strömen kann, werden die in Umfangsrichtung entfernt davon liegenden Bereiche der Windungen nicht gut gekühlt.

Ein Rotor für eine supraleitende Feldwicklung mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1, jedoch ohne Kühlmittelkanäle, ist aus der JP 57-1 86 960 A bekannt und weist eine supraleitende Feldwicklung auf, die durch Wickeln eines supraleitenden Drahtes auf das die Wicklung tragende Rohr in mehreren Reihen und Lagen ausge­ bildet ist.

Zwischen benachbarte Reihen des gewickelten supraleitenden Drahtes sind Windungsisolatoren eingefügt, während Lagen­ isolatoren die vertikal übereinanderliegenden Lagen der Wicklung voneinander trennen.

Die Windungs- und Lagenisolatoren bestehen aus einem isolierenden, plattenartigen Material ohne jegliche, einen Wärmetransport erzeugende Rille oder Öffnung. Jede Windung ist daher von benachbarten Windungen bzw. Lagen durch Windungsisolatoren bzw. Lagenisolatoren isoliert. Nach Abschluß des Wickelvorgangs wird die Wicklung mit einem geschmolzenen Epoxyharz behandelt, wodruch Zwischen­ räume zwischen benachbarten Drahtwindungen mit Isolier­ material ausgefüllt werden, um einen Kurzschluß zu vermeiden.

In einer supraleitenden elektrischen Maschine besteht im allgemeinen das technische Problem darin, die supraleitende Feldwicklung auf Kryotemperatur abzukühlen. Es ist notwendig, die Wicklung unter die Sprungtemperatur abzukühlen, um den supraleitenden Zu­ stand der Wicklung aufrechtzuerhalten. Der Kühlvorgang wird unter Verwendung von Helium als Kältemittel ausge­ führt, um einen Temperaturbereich von 1 bis 20 K (abso­ lute Temperaturskala) zu erreichen. Da die spezifische Wärme der supraleitenden Feldwicklung bei solchen Kryo­ bedingungen jedoch extrem klein wird, steigt die Tempe­ ratur der Wicklung schon bei geringer, in der Wicklung erzeugter Wärme oder durch Zutritt einer geringen Wärme­ menge zur Wicklung an, wodurch die Temperatur der supra­ leitenden Feldwicklung die Sprungtemperatur übersteigen kann. Es ist daher bei der Gestaltung der supraleitenden, elektrischen Maschine ein wesentlicher Gesichts­ punkt, wie die in der Wicklung selbst erzeugte Wärme und die zur Wicklung vorgedrungene Wärme schnell abgeführt werden kann.

Bei einer Anordnung der beschriebenen Art (JP 57-1 86 960 A) kann es mangels Vorkehrungen zur Wärmeabfuhr zu einem Wärmestau mit der Folge des Verlustes der supraleitenden Wirkung kommen.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Rotor der im Oberbegriff des Anspruchs 1 genannten Art anzugeben, mit dem die Kühlwirkung gesteigert und ein Wärmestau mit der Folge des Verlustes der Supraleitung in der Feldwick­ lung derart verhindert werden, daß die in der Feldwicklung erzeugte Wärme leicht abgeführt und das Betriebsverhalten der supraleitenden Feldwicklung verbessert werden.

Diese Aufgabe wird durch Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand weiterer Ansprüche.

Die Erfindung und ihre Vorteile sowie weitere Merkmale der Erfindung werden nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 im Querschnitt eine Ausführungsform einer supra­ leitenden Feldwicklung, die auf dem Rotor einer supraleitenden Maschine nach der vorliegenden Erfindung angeordnet ist;

Fig. 2 eine vergrößerte Querschnittsdarstellung eines wichtigen Teils der supraleitenden Feldwicklung nach Fig. 1;

Fig. 3 einen Schnitt längs der Linie III-III in Fig. 2;

Fig. 4 eine vergrößerte Schnittdarstellung einer zweiten Ausführungsform einer supraleitenden Feldwicklung auf einem Rotor nach der vor­ liegenden Erfindung;

Fig. 5 einen Schnitt längs der Linie IV-IV in Fig. 4;

Fig. 6 eine vergrößerte Schnittdarstellung einer dritten Ausführungsform einer supraleitenden Feldwicklung auf einem Rotor nach der vorlie­ genden Erfindung;

Fig. 7 eine Schnittdarstellung längs der Linie V-V in Fig. 6;

Fig. 8 eine vergrößerte Schnittdarstellung einer vierten Ausführungsform einer supraleitenden Feldwicklung auf einem Rotor nach der vorlie­ genden Erfindung;

Fig. 9 eine Schnittdarstellung längs der Linie VI-VI in Fig. 8;

Fig. 10 einen Längsschnitt durch eine fünfte Ausführungs­ form einer supraleitenden Feldwicklung auf einem Rotor nach der vorliegenden Erfindung;

Fig. 11 einen Schnitt ähnlich Fig. 10 durch eine sechste Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;

Fig. 12 einen Schnitt ähnlich den Fig. 10 und 11 einer siebenten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;

Fig. 13 einen Schnitt ähnlich den Fig. 10 bis 12 einer achten Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 14 eine ebene Darstellung einer oberen und unteren Isolierpackung, die für die supraleitende Feld­ wicklung nach den Fig. 10 bis 13 Verwendung finden;

Fig. 15 eine Schnittdarstellung eines Rotors für eine supraleitende, umlaufende elektrische Maschine nach einer neunten Ausführungsform der vorlie­ genden Erfindung;

Fig. 16 eine vergrößerte Teilschnittdarstellung des unteren Abschnitts einer supraleitenden Feld­ wicklung nach Fig. 15;

Fig. 17 eine Draufsicht auf die obere Lage einer unteren Isolierpackung in Fig. 16;

Fig. 18 eine Schnittdarstellung der oberen Lage der unteren Isolierpackung in Fig. 16;

Fig. 19 eine Draufsicht auf die untere Lage der unteren Isolierpackung in Fig. 16;

Fig. 20 eine Schnittdarstellung der unteren Lage der unteren Isolierpackung;

Fig. 21 eine Schnittdarstellung, die einen Rotor für eine supraleitende elektrische Maschine nach einer zehnten Ausführungsform der Erfindung zeigt;

Fig. 22 eine Schnittdarstellung des oberen Abschnitts einer supraleitenden Feldwicklung in Fig. 21;

Fig. 23 eine Draufsicht auf die untere Lage einer oberen Isolierpackung, die bei dem Rotor nach der vorliegenden Erfindung verwendet wird;

Fig. 24 eine Schnittdarstellung der unteren Lage der oberen Isolierpackung in Fig. 22;

Fig. 25 eine Draufsicht auf die obere Lage einer oberen Isolierpackung und

Fig. 26 eine Schnittdarstellung der oberen Lage der oberen Isolierpackung.

Nachfolgend wird die erste Ausführungsform unter Bezugnahme auf die Fig. 1 bis 3 erläutert.

Eine supraleitende Feldwicklung 3 ist durch Wicklung eines supraleitenden Drahtes in mehreren Reihen und Lagen ausgebildet, wobei der supraleitende Draht 3a durch Verdrillen mehrerer Einzeldrähte hergestellt ist. Mit 25 sind in Linie, d.h. übereinander ausgerichtet ange­ ordnete Windungsisolatoren bezeichnet, die aus einem gerillten Isoliermaterial, wie beispielsweise einer glasfaser­ verstärkten Epoxylaminatplatte bestehen. Jeder Windungsiso­ lator 25 ist zwischen benachbarten Drahtwindungen des ge­ wickelten supraleitenden Drahtes 3a angeordnet und ist jeweils mit wenigstens einer Rille 25a versehen, die sich in vertikaler Richtung in Fig. 1 erstreckt. Mit 26 sind Lagenisolatoren bezeichnet, die aus einem perforierten Isoliermaterial, wie beispielsweise einer glasfaserverstärkten Epoxylaminatplatte bestehen, die mehrere Öffnungen 26a aufweist. Jeder der Lagenisola­ toren 26 ist zwischen vertikal benachbarten Lagen des ge­ wickelten supraleitenden Drahtes 3a in Mehrfachstufung in Umfangsrichtung der supraleitenden Feldwicklung 3 eingefügt. In der Aus­ führungsform der vorliegenden Erfindung ist die supra­ leitende Feldwicklung 3 nicht mittels eines Epoxy­ harzes imprägniert. Da der supraleitende Draht 3a ein verdrillter Draht ist, bestehen winzige Spalte zwischen ihm und den Windungsisolatoren 25 sowie zwischen ihm und den Lagenisolatoren 26.

Die Kühlung der supraleitenden Feldwicklung 3 vollzieht sich wie folgt. Flüssiges Helium als Kühlmedium fließt längs der Außenseite der supraleitenden Feldwicklung 3 und fließt gleichzeitig um den gewickelten supralei­ tenden Draht 3a durch die winzigen Spalte zwischen dem verdrillten Draht 3a und den Isolatoren 25 und 26, sowie durch die Rillen 25a in den Windungsisolatoren 25 und durch die Öffnungen 26a in den Lagenisolatoren 26, wodurch der gewickelte supraleitende Draht 3a, direkt über die gesamte Oberfläche durch das Helium gekühlt wird. Dementsprechend kann die in der supraleitenden Wicklung 3a erzeugte Wärme sehr schnell durch das flüssige Helium beseitigt werden. Ein Temperaturanstieg in dem supra­ leitenden Draht 3a ist daher extrem klein und ein Quenching findet daher nicht statt.

Die Fig. 4 und 5 zeigen die zweite Ausführungsform des Kühlaufbaus für die supraleitende Feldwicklung nach der vorlie­ genden Erfindung.

Der Aufbau der zweiten Ausführungsform ist im wesent­ lichen der gleiche wie der der ersten Ausführungsform, insoweit wie die Windungsisolatoren 25 und die Lagen­ isolatoren 26 jeweils mit wenigstens einer vertikalen Rille 25a und einer Querrille 26a versehen sind.

Wie speziell aus Fig. 5 hervorgeht, sind die Rillen 26a, die in der Längsrichtung der Lagenisolatoren 26 ausgebildet sind, dazu eingerichtet, mit den Rillen 25a der Windungsisolatoren 25 in Verbindung zu treten, die sich mit den Lagenisolatoren 26 in vertikaler Richtung überkreuzen.

Die Fig. 6 und 7 zeigen die dritte Ausführungsform. Die dritte Ausführungsform enthält mehrere Windungsisolatoren 25, die aus einem perforierten Isoliermaterial bestehen und mehrere Öffnungen 25a haben, sowie mehrere Lagenisolatoren 26, die aus einem gerillten Isoliermaterial bestehen, das mit dem gerillten Material übereinstimmt, das in den ersten und zweiten Ausführungsformen verwendet worden ist. Dementsprechend wird die supraleitende Feldwick­ lung 3 durch das flüssiges Helium als Kühlmedium gekühlt, das um die Außenseite der Wicklung 3 und die Oberfläche des supraleitenden Drahtes längs dessen gesamter Oberfläche fließt, wobei es durch die Öffnun­ gen 25a der Windungsisolatoren 25 und Rillen 26a der Lagenisolatoren 26 strömt und dann längs der winzigen Spalte an dem verdrillten supraleitenden Draht 3a strömt.

Die Fig. 8 und 9 zeigen die vierte Ausführungsform.

Der Aufbau der vierten Ausführungsform ist im wesent­ lichen der gleiche, wie der bei der dritten Ausführungs­ form, jedoch bestehen die Windungsisolatoren 25a und die Lagenisolatoren 26 aus dem perforierten Isolier­ material.

In der vierten Ausführungsform fließt das flüssige Helium als Kühlmedium längs der Außenseite der supra­ leitenden Feldwicklung 3, um sie zu kühlen. Das flüs­ sige Helium fließt auch durch die winzigen Spalte zwischen dem verdrillten supraleitenden Draht 3a und den Oberflächen der Windungs- und Lagenisolatoren 25 und 26 und strömt durch die Öffnungen 25a und 26a dieser Isolatoren 25 und 26, wodurch die Oberfläche des supraleitenden Drahtes 3a gekühlt wird.

In den ersten bis dritten Ausführungsformen werden für die Windungs- und/oder Lagenisolatoren Isoliermateri­ alien verwendet, die Rillen 26a auf beiden Seiten aufweisen. Es kann jedoch auch Isoliermaterial verwen­ det werden, das die Rillen nur auf einer seiner Seiten aufweist.

Fig. 10 zeigt die fünfte Ausführungsform eines Rotors, der eine Kühlstruktur für die supraleitende Feldwick­ lung aufweist.

In Fig. 10 erkennt man weiterhin eine obere Isolations­ packung 44, die mit der Außenumfangsfläche der supra­ leitenden Feldwicklung 3, bezogen auf das die Feldwick­ lung tragende Rohr 2, in Berührung ist. Die obere Isolationspackung 44 hat auf ihrer die supraleitende Feldwicklung 3 berührenden Seite eine Mehrzahl von ersten Rillen 45, die in Axialrichtung in bezug auf die axiale Mitte des Rotors und in Umfangsrichtung der Wicklung 3 verlaufen. Mit 46 sind mehrere kleine Löcher bezeichnet, die in den ersten Rillen 45 ausgebildet sind. Einige der Löcher liegen an Stellen, daß sie mit kleinen Spalten im Keil 19 in Verbindung stehen. Mit 47 ist eine untere Isolierpackung bezeichnet, die die Innenseite der supraleitenden Feldwicklung 3, bezogen auf das die Feldwicklung tragende Rohr 2, berührt. Die untere Isolierpackung 47 hat eine Oberfläche, die die innere Umfangsfläche der Wicklung 3 nicht berührt und in der mehrere zweite Rillen 48 in axialer Richtung in bezug auf die axiale Mitte des Rotors und in Umfangs­ richtung der Wicklung 3 ausgebildet sind. Mehrere kleine Löcher 49 sind in den zweiten Rillen 48 ausge­ bildet, wobei einige dieser kleinen Löcher mit den Heliumkanälen 21 in Verbindung stehen, die in dem die Wicklung tragenden Rohr 2 ausgebildet sind.

Die Wirkungsweise der fünften Ausführungsform des be­ schriebenen Aufbaus wird nachfolgend erläutert.

Wärme in der supraleitenden Feldwicklung 3 wird durch das flüssige Helium aufgenommen, das in den kleinen Spalten der Wicklung 3 vorhanden ist. Das Volumen des Heliums dehnt sich aufgrund der Wärmeaufnahme aus, und ein Teil des Heliums, das eine niedrige Dichte hat, bewegt sich zum Flüssigkeitsspeicherabschnitt 15 durch eine Reihe von zweiten kleinen Löchern 49 in der unteren Isolierpackung 47, durch die zweiten Rillen 48 und den Heliumkanal 21 in dem Rohr 2 aufgrund der natürlichen Konvektion in einem Zentrifugalkraftfeld. Um die supraleitende Feldwicklung 3 findet ein Kurz­ schluß von Helium statt. Ein solcher Kurzschluß des Heliums wird jedoch durch Helium kompensiert, das in den Bereich durch die Öffnung 20, die Spalte im Keil 19, die ersten kleinen Löcher 46 in der oberen Isolier­ packung 44 und die ersten Rillen 45 in der oberen Iso­ lierpackung 44 strömt. Ein Teil des Heliums, der der Wärmeausdehnung unterworfen worden ist, wird in dem Heliumspeicherabschnitt 15 verdampft, wodurch die Temperatur des Heliums herabgesetzt wird. Das gekühlte Helium wird dem Bereich, der die supraleitende Feld­ wicklung umgibt, durch einen weiteren Heliumkanal 21, die zweiten Rillen 48 in der unteren Isolierpackung 47 und die zweiten kleinen Löcher 49 in der Packung 47 zugeführt. Das Helium strömt weiter durch die ersten Rillen 45 in der oberen Isolierpackung 44, die ersten kleinen Löcher 46, die engen Spalte im Keil 19 gegen die Öffnungen 20. Auf diese Weise kühlt die natürliche Konvektion des Heliums die Wicklung 3 und hält die Temperatur derselben bei der Sprungtemperatur oder darunter.

Fig. 11 zeigt die sechste Ausführungsform.

Der Aufbau der sechsten Ausführungsform ist im wesent­ lichen der gleiche wie der der fünften Ausführungsform, die in Fig. 10 gezeigt ist, jedoch hat die untere Iso­ lierpackung 47 eine Oberfläche, die in Berührung mit der supraleitenden Feldwicklung 3 ist und in der mehrere zweite Rillen 48 in axialer Richtung in bezug auf die axiale Mitte des Rotors und in Umfangsrichtung der Wicklung 3 ausgebildet sind. Mit 49 sind mehrere zweite kleine Löcher bezeichnet, die in den zweiten Rillen 48 ausgebildet sind, wobei einige der kleinen Löcher mit den Heliumkanälen 21 in dem die Wicklung tragenden Rohr 2 in Verbindung stehen.

Die Funktion und die Wirkungsweise der sechsten Aus­ führungform sind dieselben wie die der fünften Aus­ führungsform.

Fig. 12 zeigt die siebente Ausführungsform.

In der siebenten Ausführungsform ist die Seite der oberen Isolierpackung 44, die ent­ gegengesetzt zur Seite ist, die die ersten Rillen 45 in Axialrichtung in bezug auf die axiale Mitte und die Umfangsrichtung der Wicklung 3 aufweist, d.h. die Seite ohne die ersten Rillen 45 in Berührung mit der supraleitenden Feldwicklung 3, und die Seite der unteren Isolierpackung 47, die entgegengesetzt zur Seite ist, die die zweiten Rillen 48 in axialer Rich­ tung und in Umfangsrichtung trägt, d.h. die Seite ohne die zweiten Rillen 48 in Berührung mit der Wicklung 3. Mehrere erste kleine Löcher 46 sind in den ersten Rillen 45 ausgebildet, wobei einige dieser ersten kleinen Löcher 46 mit den Spalten im Keil 19 in Verbin­ dung sind. In gleicher Weise sind mehrere zweite kleine Löcher 49 in den zweiten Rillen 48 ausgebildet, wobei einige dieser zweiten kleinen Löcher 49 mit den Heliumkanälen 21 in Verbindung stehen, die in dem die Wicklung tragenden Rohr 2 ausgebildet sind. Dement­ sprechend erfüllt die siebente Ausführungsform die gleiche Funktion und hat die gleiche Wirkung wie die fünften und sechsten Ausführungsformen.

Fig. 13 zeigt die achte Ausführungsform.

Bei der achten Ausführungsform ist die Seite der oberen Isolierpackung 44, in der die ersten Rillen 45 in Axialrichtung in bezug auf das Rohr 2 und in Um­ fangsrichtung der Wicklung 3 ausgebildet sind, in Be­ rührung mit der Wicklung 3, und die Seite der unteren Isolierpackung 47, die die zweiten Rillen 48 aufweist, die in Axialrichtung und in Umfangsrichtung ausgebildet sind, berührt die Wicklung 3. Mehrere kleine Löcher 46 sind in den ersten Rillen 45 ausgebildet, und mehrere kleine Löcher 49 sind in zweiten Rillen 48 der unteren Isolierpackung 47 ausgebildet, wobei einige der kleinen Löcher 46 und 49 mit den kleinen Spalten im Keil 19 bzw. mit den Heliumkanälen 21 in Strömungsverbindung sind. Dementsprechend sind die Funktion und die Wir­ kungsweise der achten Ausführungsform die gleichen wie bei den fünften bis siebenten Ausführungsformen.

Fig. 14 zeigt die oberen und unteren Isolierpackungen bei den fünften bis achten Ausführungsformen in Draufsicht gesehen.

In Übereinstimmung mit den fünften bis achten Ausfüh­ rungsformen sind die oberen und unteren Isolierpackungen 44, 47 also jeweils mit einer Oberfläche versehen, in der wenigstens eine Rille 45, 48 in axialer Richtung des die Wicklung 3 tragenden Rohres 2 und mit wenigstens einer Rille versehen, die in Umfangs­ richtung der Wicklung 3 verläuft, sowie mit mehreren kleinen Löchern 46, 49, die in den Rillen derart ausgebildet sind, daß sie mit der anderen Oberfläche in Verbindung stehen. Dem­ entsprechend fließt Helium sowohl in axialer Richtung als auch in Umfangsrichtung, so daß die in der Wicklung 3 erzeugte Wärme wirksam abgeführt werden kann, wodurch die Kühleigenschaften der Wicklung verbessert werden.

Die Fig. 15 bis 20 zeigen die neunte Ausführungsform eines Aufbaus zum Kühlen der supraleitenden Feldwick­ lung nach der vorliegenden Erfindung.

In Fig. 15 bezeichnet das Bezugszeichen 33 eine obere Lage einer unteren Isolierpackung. Die obere Lage 33 ist mit der unteren Umfangsfläche der supraleitenden Feldwicklung 3 in Berührung. Mit 32 ist eine untere Lage der unteren Isolierpackung bezeichnet. Die untere Lage 32 der unteren Isolierpackung ist mit Durchgangs­ löchern 32a versehen, die sich in radialer Richtung in bezug auf das die Feldwicklung tragende Rohr 2 derart erstrecken, daß sie mit den Heliumkanälen in Strömungs­ verbindung stehen, die in dem genannten Rohr 2 ausge­ bildet sind. Die obere Lage 33 der unteren Isolier­ packung ist mit wenigstens einer ersten Rille 33a ver­ sehen, die in ihrer Unterseite derart ausgebildet ist, daß sie sich in axialer Richtung in bezug auf das Rohr 2 erstreckt und mit den Durchgangslöchern 32a der unteren Lage 32 in Verbindung steht. Zweite Rillen 33b sind in ihrer Unterseite derart ausgebildet, daß sie die ersten Rillen 33a kreuzen und in Querrichtung gegenüber den sich radial erstreckenden Durchgangs­ löchern 32a der unteren Lage 32 verschoben sind. Durch­ gangslöcher 33c, die sich in radialer Richtung in bezug auf das Rohr 2 erstrecken, sind ebenfalls in ihr ausgebildet und stehen mit den zweiten Rillen 33b in Verbindung. Fig. 17 ist eine Draufsicht auf die obere Lage 33; Fig. 18 ist eine Querschnittsdarstellung der oberen Lage 33; Fig. 19 ist eine Draufsicht auf die untere Lage und Fig. 20 ist eine Querschnittsdarstel­ lung der unteren Lage.

Da bei der beschriebenen Konstruktion die sich radial erstreckenden Durchgangslöcher 33c der oberen Lage 33 in Axialrichtung des Rotors gegenüber den sich radial erstreckenden Durchgangslöchern 32a der unteren Lage verschoben sind, stehen beide Durchgangslöcher 33c und 32a miteinander über die ersten und zweiten Rillen 33a, 33b in Verbindung, die in der Unterseite der oberen Lage 33 der unteren Isolierpackung ausgebildet sind, wobei die Kriechstrecke für die elektrische Isolation der unteren Isolierpackung gesteigert werden kann, ohne deren Dicke zu vergrößern. Dementsprechend kann das Volumen der unteren Isolierpackung relativ klein sein und das Volumen der supraleitenden Feldwicklung 3 relativ groß sein, wodurch ihre Leistungsfähigkeit gesteigert werden kann.

Die Fig. 21 bis 26 zeigen die zehnte Ausführungs­ form der vorliegenden Erfindung. In Fig. 21 bezeichnet ein Bezugszeichen 35 eine untere Lage der oberen Isolierpackung. Die untere Lage 35 ist in Be­ rührung mit der oberen Umfangsfläche der supraleiten­ den Feldwicklung 3. Mit 36 ist eine obere Lage der oberen Isolierpackung bezeichnet.

In der zehnten Ausführungsform (vgl. Fig. 22) ist die obere Lage 36 der oberen Isolierpackung mit Durchgangslöchern 36a versehen, die sich in radialer Richtung in bezug auf das Rohr 2 erstrecken. Die untere Lage 35 der oberen Isolierpackung ist mit wenigstens einer ersten Rille 35a versehen, die sich in axialer Richtung in bezug auf die axiale Mitte des Rotors derart erstreckt, daß sie mit den sich radial erstreckenden Durchgangslöchern 36a der oberen Lage 36 in Verbindung ist, wobei sich wenigstens eine zweite Rille 35b in Umfangsrichtung der Wicklung 3 erstreckt und die erste Rille 35a kreuzt und mehrere Durchgangslöcher 35c in den zweiten Rillen ausgebildet sind, die sich in radialer Richtung erstrecken. Durch Übereinanderlegen der oberen und unteren Lagen 36, 35 der oberen Isolierpackung werden in ihr ge­ schlängelt verlaufende Heliumkanäle aus­ gebildet. Die sich radial erstreckenden Durchgangs­ löcher 35c in der oberen Lage stehen mit kleinen Spalten im Keil 19 in Verbindung.

Die Funktion und die Wirkungsweise der zehnten Aus­ führungsform sind im wesentlichen die gleichen wie bei der neunten Ausführungsform, die Fig. 23-26 entsprechen dabei den Fig. 17-20 dieser Ausführungsform.

Claims (4)

1. Rotor für eine supraleitende elektrische Maschine mit einem wicklungstragenden Rohr (2), welches Nuten (17) zur Aufnahme einer supraleitenden Feldwicklung (3) aus einem supraleitenden Draht (3a) aufweist, der um das wicklungstragende Rohr (2) in mehreren Windungen und Lagen gewunden ist, mit Windungsisolatoren (25) zwischen in Umfangsrichtung nebeneinanderliegenden Draht­ windungen und Lagenisolatoren (26) zwischen in radialer Richtung übereinanderliegenden Lagen von Drahtwindungen, wobei die Windungsisolatoren (25) aus einem mit Kanälen für das Kühlmittel versehenen Isoliermaterial bestehen, dadurch gekennzeichnet, daß die Höhe jedes Windungsisolators (25) der Wicklungshöhe des gewickelten supraleitenden Drahtes (3a) entspricht, daß die Breite jedes Lagenisolators (26) der Breite der Nut (17) entspricht, und daß auch die Lagenisola­ toren (26) mit eine Querströmung des Kühlmittels ermög­ lichenden Kanälen (26a) versehen sind

2. Rotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Isoliermaterial aus gerillten glas­ faserverstärkten Epoxylaminatplatten besteht.

3. Rotor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß in jeder Nut (17) zweilagige Isolierpackungen die unteren und oberen Umfangsflächen der Feldwicklung (3) begrenzen und daß die obere Lage (33) der unteren Isolierpackung in Berührung mit der unteren Umfangsfläche der supraleitenden Feldwicklung (3) ist, und ihre untere Lage (32) in Berührung mit dem Grund der Nut (17) ist, und daß die untere Lage (32) mit Durchgangslöchern (32a) versehen ist, die sich in radialer Richtung erstrecken und mit Helium­ kanälen (21) in Verbindung stehen, die in dem Rohr (2) ausgebildet sind, und daß die obere Lage (33) auf ihrer Unterseite mit einer ersten Rille (33a) versehen ist, die sich in axialer Richtung erstreckt und mit den Durchgangslöchern (32a) der unteren Lage in Verbin­ dung steht, daß zweite Rillen (33b) in ihrer Unterseite die erste Rille (33a) kreuzen und in Querrichtung gegenüber den Durchgangslöchern (32a) der unteren Lage (32) verschoben sind, und daß Durchgangslöcher (33c) die sich in radialer Richtung erstrecken, mit den zweiten Rillen (33b) in Verbindung stehen.

4. Rotor nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß in jeder Nut (17) zwei­ lagige Isolierpackungen die unteren und oberen Umfangs­ flächen der Feldwicklung (3) begrenzen und daß die obere Lage (36) der oberen Isolierpackung in Berührung mit einem Keil (19) ist, der im oberen Abschnitt der Nut (17) angeordnet ist, daß die untere Lage (35) der oberen Isolierpackung in Berührung mit der oberen Umfangsfläche der supraleitenden Feldwicklung (3) ist, und daß die obere Lage (36) mit Durchgangslöchern (36a) versehen ist, die sich in radialer Richtung erstrecken, und mit Heliumkanälen (19a) im Keil (19) in Verbindung stehen, daß die untere Lage (35) auf ihrer Oberseite mit ersten Rillen (35b) in Umfangsrichtung der supraleitenden Feldwicklung (3) versehen ist, die in Verbindung mit sich in radialer Richtung erstreckenden Durchgangslöchern (35c) sind, und daß auf ihrer Oberseite in axialer Richtung eine zweite Rille (35a) derart ausgebildet ist, daß sie die ersten Rillen (35b) kreuzt.